Summary

La<em> En Ovo</em> Chick chorioallantoïque membrane (CAM) Assay comme un modèle de xénogreffe efficace de carcinome hépatocellulaire

Published: October 09, 2015
doi:

Summary

The chick chorioallantoic membrane (CAM) is immunodeficient and highly vascularized, making it a natural in vivo model of tumor growth and angiogenesis. In this protocol, we describe a reliable method of growing three-dimensional, vascularized hepatocellular carcinoma (HCC) tumors using the CAM assay.

Abstract

La membrane chorioallantoïque poussin (CAM) commence à se développer au jour 7 après la fécondation et mûrit par jour 12. Le CAM est naturellement immunodéficientes et très vascularisée, ce qui en fait un système idéal pour l'implantation de la tumeur. En outre, la CAM contient des protéines de la matrice extracellulaire comme la fibronectine, la laminine, le collagène, l'intégrine alpha (v) beta3, et la MMP-2, ce qui en fait un modèle attractif pour étudier l'invasion tumorale et les métastases. Les scientifiques ont longtemps profité de la physiologie de la CAM en utilisant comme modèle de l'angiogenèse. Plus récemment, le dosage de la CAM a été modifié pour fonctionner comme un système in vivo de modèle de xénogreffe de différents cancers qui comble le fossé entre le travail de base in vitro et des modèles de cancer chez les animaux plus complexes. Le dosage CAM permet l'étude de la croissance tumorale, les thérapies anti-tumorales, et les voies moléculaires pro-tumorale dans un système biologiquement pertinent qui est à la fois en temps et en coût efficace. Ici, nous décrivons le développement de CAM Xenograft modèle de carcinome hépatocellulaire (HCC) avec le taux de survie embryonnaire de jusqu'à 93% et fiable take tumeur conduisant à la croissance de tumeurs vascularisées, en trois dimensions.

Introduction

Carcinome hépatocellulaire (CHC) est la 3 ème cause de mortalité par cancer dans le monde 1. Actuellement, seulement 30% des patients HCC sont admissibles à des traitements chirurgicaux potentiellement curatives 2, et la chimiothérapie systémique est pas efficace 3. Par conséquent, il ya un besoin urgent non satisfait clinique de nouvelles thérapies de HCC, et le développement de systèmes de modèles appropriés pour tester l'efficacité de nouveaux agents. Le dosage chorioallantoïque poussin membrane (CAM) offre une méthode à débit moyen rentable, rapide et reproductible de tester des médicaments potentiels anti-tumorales in vivo.

Le dosage de la CAM a été largement utilisée pour étudier l'angiogenèse 4. Il a également été développé avec succès dans un modèle de xénogreffe de tumeur de cancers, y compris un glioblastome 5, 6 cancer du pancréas, le mélanome 09/07, 11/10 et l'ostéosarcome. Les deux 12 in ovo et ex ovo13 techniques ont été utilisées dans la littérature, avec des détails variant de protocole pour le protocole. Un défi majeur pour le modèle de xénogreffe CAM est l'incidence relativement élevée de la mort de l'embryon après la manipulation de l'œuf, avec des taux de mortalité de l'embryon de poussin publiés allant de 25 à 50 pour cent 11-14.

Dans cet article, nous décrivons le développement d'un in ovo modèle de xénogreffe de CHC qui produit de manière fiable la croissance des trois dimensions, tumeurs vascularisées qui ressemblent histologiquement HCC indifférencié. Nous avons adapté un premier protocole décrit par Ossowski et al., 14 et avons réalisé chiches embryonnaire taux de jusqu'à 93% de survie à la greffe extrêmement élevé de la tumeur.

Protocol

1. incubation des oeufs Obtenir 8 jours anciens oeufs spécifiques exempts d'agents pathogènes embryonnés. Placez les oeufs dans la rotation plateau d'oeufs, estampillés extrémités tournées vers le haut, et placez le plateau tournant à l'intérieur d'un incubateur d'œufs. Incuber les oeufs pendant 48 heures à 36 ° C et 50% d'humidité. 2. La chute du CAM et ouverture de l'Eggs Ramassez des oeufs de l'incubateur. …

Representative Results

Photos représentatives des étapes clés dans le protocole sont présentés ici. Figure 1A illustre l'utilisation de l'candler de visualiser le développement de l'embryon, le sac d'air, et le système vasculaire de la CAM. Figure 1B-1C montrent le processus de décrochage de la CAM en faisant les deux trous, puis en appliquant une pression négative en utilisant l'ampoule de la sécurité, et la figure 1D montre un chuté succès C…

Discussion

Plusieurs étapes clés de ce protocole représentent la plus probable pour l'amélioration de la survie des embryons ainsi que la fiabilité accrue de la croissance tumorale. La chute du CAM loin de la coquille en appliquant une aspiration dans le sac d'air est moins invasive que les autres méthodes existantes (à l'aide d'une aiguille pour enlever l'albumine de l'œuf, dissection, etc.). En utilisant une punaise stérile pour créer les deux petits trous nécessaires à cette méthode est la p…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

A.S. was partially supported by grants from the National Institutes of Health (NIH) National Institute of Dental and Craniofacial Research (5R03DE021741-02) and the National Cancer Institute (1K08CA154963-01A1). 

The Howard Hughes Medical Institute provided funding for M.L. through the HHMI Medical Research Fellows Program.

Materials

Name of Reagent/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Premium incubated eggs Charles River N/A http://www.criver.com/files/pdfs/avian/av_c_spf_egg_price_list.aspx
Egg incubators GQF Hova-Bator 2362N
Rotating egg trays GQF 1611 Automatic Egg Turner
Egg candler Lyon Hi-Power 950-070
Dremel 100 rotary tool with 15/16 cut-off wheel Dremel 100-N/7
Sterile forceps, push pin, dissection scissors, Scotch tape
Matrigel BD Biosciences 356234
Cryogenic vials, external thread with silicone washer Corning 430659
Collagenase from Clostridium histolyticum Sigma C9891

References

  1. Sangiovanni, A., et al. Increased survival of cirrhotic patients with a hepatocellular carcinoma detected during surveillance. Gastroenterology. 126 (4), 1005-1014 (2004).
  2. Lopez, P. M., Villanueva, A., Llovet, J. M. Systematic review: evidence-based management of hepatocellular carcinoma–an updated analysis of randomized controlled trials. Aliment Pharmacol Ther. 23 (11), 1535-1547 (2006).
  3. Llovet, J. M., Burroughs, A., Bruix, J. Hepatocellular carcinoma. Lancet. 362 (9399), 1907-1917 (2003).
  4. Folkman, J. What is the evidence that tumors are angiogenesis dependent. J Natl Cancer Inst. 82, 4-6 (1990).
  5. Hagedorn, M., et al. Accessing key steps of human tumor progression in vivo by using an avian embryo model. Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (5), 1643-1648 (2005).
  6. Dumartin, L., et al. Netrin-1 mediates early events in pancreatic adenocarcinoma progression, acting on tumor and endothelial cells. Gastroenterology. 138 (4), 1595-1606 (2010).
  7. Aguirre-Ghiso, J. A., Estrada, Y., Liu, D., Ossowski, L. ERK(MAPK) activity as a determinant of tumor growth and dormancy; regulation by p38(SAPK). Cancer Res. 63 (7), 1684-1695 (2003).
  8. Baroni, T. E., et al. Ribonomic and short hairpin RNA gene silencing methods to explore functional gene programs associated with tumor growth arrest. Methods Mol Biol. 383, 227-244 (2007).
  9. Lopez-Rivera, E., et al. Inducible nitric oxide synthase drives mTOR pathway activation and proliferation of human melanoma by reversible nitrosylation of TSC2. Cancer Res. 74 (4), 1067-1078 (2014).
  10. Balke, M., et al. A short-term in vivo model for giant cell tumor of bone. BMC Cancer. 11, 241 (2011).
  11. Balke, M., et al. Morphologic characterization of osteosarcoma growth on the chick chorioallantoic membrane. BMC Res Notes. 3, 58 (2010).
  12. Sys, G. M., et al. The in ovo CAM-assay as a xenograft model for sarcoma. J Vis Exp. (77), e50522 (2013).
  13. Dohle, D. S., et al. Chick ex ovo culture and ex ovo CAM assay: how it really works. J Vis Exp. (33), (2009).
  14. Ossowski, L., Reich, E. Experimental model for quantitative study of metastasis. Cancer Res. 40 (7), 2300-2309 (1980).
  15. Ghanekar, A., Ahmed, S., Chen, K., Adeyi, O. Endothelial cells do not arise from tumor-initiating cells in human hepatocellular carcinoma. BMC Cancer. 13, 485 (2013).
  16. Ho, J. W., et al. Effects of a novel immunomodulating agent, FTY720, on tumor growth and angiogenesis in hepatocellular carcinoma. Mol Cancer Ther. 4 (9), 1430-1438 (2005).
  17. Hagedorn, M., et al. VEGF coordinates interaction of pericytes and endothelial cells during vasculogenesis and experimental angiogenesis. Dev Dyn. 230 (1), 23-33 (2004).
check_url/52411?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Li, M., Pathak, R. R., Lopez-Rivera, E., Friedman, S. L., Aguirre-Ghiso, J. A., Sikora, A. G. The In Ovo Chick Chorioallantoic Membrane (CAM) Assay as an Efficient Xenograft Model of Hepatocellular Carcinoma. J. Vis. Exp. (104), e52411, doi:10.3791/52411 (2015).

View Video